冷热冲击试验箱解决新能源电池高低温循环寿命衰减难题

冷热冲击试验箱解决新能源电池高低温循环寿命衰减难题

上海简户仪器设备有限公司是一家高科技合资企业,专业生产销售盐雾箱、恒温恒湿机、冷热冲击机、振动试验机、机械冲击机、跌落试验机的环境试验仪器的公司，是一家具有研发生产销售经营各类可靠性环境试验设备的公司。经验丰富，并得到许多国内外厂商的信赖与支持。现在我们成为许多品牌的供应商。

摘要

本文聚焦新能源电池在高低温循环下的寿命衰减痛点，通过上海简户仪器与动力电池企业的合作案例，论证冷热冲击试验箱可精准模拟“低温充电 - 高温放电" 等真实工况，暴露电极材料脱落、电解液老化等衰减诱因，助力电池优化设计。文章融合场景化叙事与技术参数，文末从客户、厂家角度补充问答，为行业提供实操参考。

引言

零下 25℃的东北街头，新能源车续航从 500km 骤降至 280km；40℃的南方盛夏，动力电池充放电循环 500 次后容量衰减超 20%—— 高低温循环带来的寿命衰减，正成为新能源汽车、储能领域的核心难题。传统高低温箱仅能实现缓慢温变（5℃/min 以内），无法复现 “冬季快充后立即高速行驶"“夏季暴晒后充电" 等**场景，导致电池实验室测试寿命与实际使用差距显著。此时，冷热冲击试验箱能否成为验证电池循环寿命衰减的关键设备？上海简户仪器的一则动力电池测试案例，给出了答案。

某动力电池企业曾陷入困境：其研发的磷酸铁锂电池在传统高低温循环测试（-20℃至 55℃，3℃/min 温变）中，循环 1000 次容量衰减率仅 12%，但装车后在北方地区使用，相同循环次数下衰减率却高达 25%，远超客户预期。传统测试因温变速率慢，无法模拟 “冬季户外 - 20℃静置后，进入快充站 30 分钟内电池温度升至 25℃" 的极速温变，电池内部隐性衰减问题始终未暴露。

与上海简户仪器合作后，解决方案逐步落地。简户团队基于动力电池 IEC 62133 标准与北方实际工况，定制了专属测试方案：设备采用防爆型双槽冷热冲击结构（适配电池测试安全需求），搭配冷媒直冷与高效加热模块，实现 - 40℃至 80℃宽温区覆盖，温变速率提升至 15℃/min—— 可精准复现 “-20℃低温静置→15 分钟内升温至 25℃快充→行驶中升温至 45℃放电" 的全场景循环。

经过 1200 次模拟循环测试，简户技术团队通过电化学工作站检测发现：电池正极材料（磷酸铁锂）在极速温变下，晶格结构稳定性下降，出现微脱落现象，导致活性物质流失；同时电解液在高低温交替中，离子传导效率衰减加快，这两大因素共同导致实际寿命衰减加剧。企业随后优化正极材料包覆工艺（提升晶格稳定性），并改良电解液配方（增加低温离子传导剂），再次通过简户试验箱验证，电池在**循环下的衰减率降至 10% 以内，顺利通过车企装车认证。

这一案例印证了冷热冲击试验箱的核心价值：新能源电池的电极、电解液、隔膜等部件对温变速度极为敏感，只有模拟真实场景的极速温变，才能精准捕捉寿命衰减的隐性诱因。上海简户仪器深耕该领域十余年，其防爆型冷热冲击试验箱具备±0.5℃温区控制精度，支持 “低温 - 快充 - 高温放电" 多阶段循环程序编辑，还配备电池电压 / 电流同步监测功能，可实时关联温变与电池性能衰减数据，为电池优化提供数据支撑。

问答环节

一、客户角度

1.我们是做储能锂电池的，测试时该如何设定冷热冲击的循环阶段与参数？

答：需结合储能电池“长期静置 - 间歇充放电" 的工况与 GB/T 36276 标准。若用于户外储能（如光伏储能），建议循环阶段设为：-30℃静置 4h（模拟冬季夜间）→10℃/min 升温至 25℃→充电至满（模拟光伏供电）→5℃/min 升温至 40℃→放电至 20%（模拟负载用电），单次循环约 8h，总循环次数建议 500-800 次。可将储能场景（如户用 / 工商业）告知上海简户仪器，获取定制化循环程序。

2.测试中如何避免电池热失控风险，上海简户仪器有哪些防护设计？

答：简户防爆型冷热冲击试验箱有三重防护：一是样品舱采用防爆钢板，配备泄压阀（压力超 0.1MPa 自动泄压）；二是实时监测电池电压 / 温度，若出现电压骤降、温度超 60℃，设备自动切断加热 / 制冷，启动惰性气体（氮气）降温；三是配备独立消防模块（气溶胶灭火装置），可在 10 秒内响应热失控初期火情。测试前还会协助客户制定样品预处理方案（如预充至 50% SOC，避免过充过放风险），确保测试安全。

二、厂家角度

1.相比普通冷热冲击试验箱，上海简户针对电池测试做了哪些专属优化？

答：核心优化在“工况模拟" 与 “数据联动"：一是温变模式，支持 “阶梯式温变"（如 - 30℃→0℃→25℃）与 “连续温变" 切换，适配电池充放电不同阶段的温变需求；二是接口设计，预留电池测试专用接口（如 BNC 接口连接电化学工作站，CAN 接口连接 BMS），可同步采集温变曲线与电池电压、电流、容量数据，生成 “温变 - 性能衰减" 关联报告；三是样品承载，定制多层防爆样品架，支持 18650、21700、方形铝壳等多种电池形态，单批次可测试 12-24 颗电池，提升测试效率。

2.若客户需要测试电池组（而非单体），设备能否满足需求？

答：可提供定制化方案：针对 10-20kWh 的小型电池组，会扩大样品舱容积（最大可达 1.5m³），采用分区控温设计（确保电池组各单体温差≤3℃）；针对高压电池组（如 300V 以上），配备绝缘测试舱（绝缘电阻≥100MΩ），避免高压漏电影响设备；同时升级数据采集模块，支持多通道（最多 32 路）单体电压监测，可精准定位电池组内衰减最快的单体。已为多家车企提供电池组测试设备，如某车企的 48V 轻混电池组测试，设备可稳定模拟 - 30℃至 50℃的循环工况，满足批量验证需求。

关于我们

• 上海简户仪器设备有限公司是一家高科技合资企业,生产销售盐雾箱、恒温恒湿机、冷热冲击机、振动试验机、机械冲击机、跌落试验机的环境试验仪器的公司，研发生产销售经营各类可靠性环境试验设备。经验丰富，并得到许多国内外厂商的信赖与支持。自公司成立以来,多次服务于国内外大学和研究所等检测机构,如清华大学、苏州大学、哈尔滨工业大学、北京工业大学、法国申美检测、中科院物理所、中科院，SGS等**单位提供实施室方案和设备及其相关服务。努力开发半导体、光电、光通讯、航天太空、生物科技、食品、化工、制药等行业产品所需的测试设备装置。公司拥有一支的研发、生产和售後队伍，从产品的研发到售后服务，每一个环节都以客户的观点与需求作为思考的出发点。

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• 　上海简户荣获企业，表明上海简户在技术、科技成果转化、拥有自主知识产权等方面得到了国家的高度认可。简户一直秉承"服务以人为本"的宗旨，为广大客户提供精良的设备及优质的服务，提供的送货上门、安装调试、一年的设备保养、终身维修，技术指导服务。始终如一的以"努力、合作、飞跃"的精神自我完善、不断发展、让客户与公司实现双赢局面。
  

• 简户是集设计、销售、研发、维修服务等为一体的综合集团公司，从产品的研发到售后服务，每一个环节之间，都以客户的观点与需求作为思考的出发点，提供的环境设备。公司创始人从事仪器设备行业20余年，经验丰富、资历雄厚，带领简户公司全体同仁携手共建辉煌明天。公司成立以来，积极投入电子电工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研单位等行业所需的产品测试设备装置。
  

• 简户拥有一支的研发、生产和售后服务队伍，从产品的研发到售后服务，每一个环节都以客户的观点与需求作为思考的出发点，目前拥有博士学位2人，硕士5人，参与环境试验箱国家标准起草和发行。企业制定标准，行业里通过ISO9001。是中国仪器仪表学会会员和理事单位。曾荣获CCTV《中国仪器仪表20强品牌》殊荣，2010年入驻上海世博会民企馆。简户自创办以来，参与3项国家标准起草与制定，获得40+件原创知识产权、软著、集成电路)，6次获得上海科技型中小企业称号，合作过3200+家合作客户(其中世界500强高校600家)。